Paātrinātājsiekšādaļiņas ir mašīna, kas spēj paātrināt lādētos protonus, elektronus vai atomus, tos ierobežojot šauros staros ar ātrumu, kas ir tuvu gaismas ātrums, izmantojot intensīvu elektriskie lauki un magnētiski. Daļiņu paātrinātājus izmanto zinātniskiem pētījumiem un arī sinhrotrona starojuma ražošanai.
Skatiesarī: Jonizējošais starojums - kas tas ir, kādi ir riski, lppThekas?un tas der
Kā darbojas daļiņu paātrinātājs?
Daļiņu paātrinātāji izmantojiet elektriskos laukus, lai paātrinātu daļiņas kā protoni un elektroni caur lielu iespējamā atšķirība. Šo daļiņu trajektoriju kontrolē intensīvs ārējais magnētiskais lauks, kas atbild par daļiņu stara fokusēšanu, padarot to arvien šaurāku.
kinētiskā enerģija daļiņas, kas pārvietojas paātrinātājos, mēra netradicionālā mērvienībā elektronu spriegums (eV). Šī vienība ir ekvivalenta tam, cik daudz enerģijas tiek uzkrāts elektronā, pakļaujot a elektriskais potenciāls no 1 V. Elektrona volts ir vienāds ar 1,6.10-19 J, un mūsdienu daļiņu paātrinātājos to ir iespējams sasniegt sadursmesstarp daļiņām kuru enerģija ir tuvu 7 TeV (7.1012 eV). Lai sasniegtu tik lielu enerģijas daudzumu, protoni un elektroni tiek paātrināti līdz vairāk nekā 99% no gaismas ātruma.
Visvienkāršākie daļiņu paātrinātāji ir van der graaf ģenerators tas ir katodstaru caurule (lieto CRT televizoros, kurus dēvē arī par caurules televizoriem), abi akseleratori lineārs un elektrostatika. Lineāra, kāpēc darīt elektriskie lādiņi iegūt ātrumu pa taisnu ceļu, un elektrostatika, darbojoties ar laukielektriskskonstantes, tas ir, tie laika gaitā nemainās.
Mūsdienu daļiņu paātrinātājiem ir lineāri un apaļi paātrinātāji. Mūsdienu akseleratoru piemērs ir LHC (Liels hadronu koladers). LHC protonus injicē lineārajā paātrinātājā, pēc tam šis protonu stars tiek virzīts uz gredzenu secību. Šajos gredzenos protonu kūli arvien vairāk sadala magnētiskie lauki un paātrina dinamiskie elektriskie lauki.
Kam domāts daļiņu paātrinātājs?
Daļiņu paātrinātājiem ir daudz lietojumu, no kuriem visbiežāk tiek meklēts "vizualizēt" ārkārtīgi enerģiskas apakšdaļiņas, kā kvarki un higgs bozoni. Šīs daļiņas var novērot tikai ļoti īsos brīžos, kad divi atomi, kas pārvietojas ar ātrumu, kas ir ļoti tuvu gaismas ātrumam, saduras ar aci.
Daļiņu paātrinātāji kalpo arī sinhrotrona starojuma radīšanai.. Sinhrotona starojums ir nosaukums, kas piešķirts elektromagnētiskie viļņi ko izstaro daļiņas, kas pārvietojas daļiņu paātrinātāja apļveida gredzenā. Radiāciju izstaro paātrinātas daļiņas, tādējādi daži daļiņu paātrinātāji var radīt dažādas "gaismas līnijas" - rentgenstari, gamma stari un visas vēlamās frekvences. Šos starojumus izmanto visdažādākajiem mērķiem: materiālu strukturālai analīzei, onkoloģiskām procedūrām, attēlu eksāmeniem utt.
Skatiesarī: Atklājiet apakšdaļiņas, no kurām rodas protoni un neitroni
Kur ir daļiņu paātrinātāji?
Lielākā daļa daļiņu paātrinātāju atrodas universitātēs un pētniecības centros visā pasaulē. Pašlaik ir apmēram 30 tūkstoši darbojas daļiņu paātrinātāji.
Daļiņu paātrinātāji Brazīlijā
Brazīlijā ir lieli daļiņu paātrinātāji Nacionālā sinhrotona gaismas laboratorija (LNLS), starp tām izceļas Sirius, viens no modernākajiem 4. paaudzes sinhrona gaismas avotiem Brazīlijā un pasaulē. Jaunais daļiņu paātrinātājs tiek ieviests, un tam būs vairāki mērķi, piemēram, akadēmiskie pētījumi, kas saistīti ar enerģētiku, vidi, aizsardzību, rūpniecību, veselību utt.
Sirius akselerators spēs radīt gaismas līnijas miljardiem reižu intensīvāk nekā tās, ko rada UVX, kas atvērta 1997. gadā un slēgta 2019. gadā. Tādā veidā var veikt jaunus pētījumus, valsts zinātnes attīstības veicināšana.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
